一種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備，集成偽距差分、相位差分測試功能，同時輸出偽距差分和相位差分的定位解算結果；攜帶、安裝和使用都非常方便。包括中央處理器模塊、衛(wèi)星導航差分定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊，中央處理器模塊分別與衛(wèi)星導航差分定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊相連接；用于接收移動通信模塊、多媒體廣播模塊獲取的移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播差分數(shù)據，并同時接收衛(wèi)星導航差分定位模塊輸出的衛(wèi)星導航差分數(shù)據，將移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播差分數(shù)據分別與接收的導航衛(wèi)星差分數(shù)據進行差分定位解算，同時輸出偽距差分定位和相位差分的定位解算結果。
【專利說明】
一種衛(wèi)星導航地基増強系統(tǒng)差分定位測試設備
技術領域
[0001] 本實用新型屬于衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)技術領域，特別式涉及一種衛(wèi)星導航地基 增強系統(tǒng)差分定位測試設備。
【背景技術】
[0002] 中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研制和建立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，繼美國GPS和俄 羅斯GLONASS之后第三個成熟的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端 組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服 務，并具短報文通信能力，可應用于航海、航空、測量測繪、精密定位等民用領域以及行業(yè)領 域。
[0003] 對于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用，天上的衛(wèi)星只是其中的一部分，地面上還有重要的一 部分。要實現(xiàn)高精度導航定位，其中地面上的重要部分就是地基增強系統(tǒng)。作為衛(wèi)星導航系 統(tǒng)應用的核心，北斗地基增強系統(tǒng)是由國家統(tǒng)一規(guī)劃建設的以北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)為主，兼 容其他GNSS系統(tǒng)的地基增強系統(tǒng)，是一套可以使北斗定位精度達到厘米級的系統(tǒng)。它通過 提供差分修正信號，可達到提高衛(wèi)星導航精度的目的，優(yōu)化后的定位精度可以從毫米級至 亞米級不等。
[0004]北斗地基增強系統(tǒng)一般支持單頻偽距，單頻載波，雙頻載波三種差分定位模式。但 是，現(xiàn)有技術中，測試北斗地基增強系統(tǒng)的差分產品質量及定位結果，通常由于差分定位模 式的不同需要不同的測試設備，也就是說，接收和處理這三種差分數(shù)據分別需要三種設備， 即接收和處理單頻偽距差分數(shù)據需要單頻偽距測試設備，接收和處理單頻載波差分數(shù)據需 要單頻載波測試設備，接收和處理雙頻載波差分數(shù)據需要雙頻載波測試設備。因此實際應 用中，測試操作、數(shù)據處理、攜帶、安裝固定等均不方便。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型針對現(xiàn)有技術存在的缺陷和不足，提供一種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差 分定位測試設備，集成偽距差分、相位差分測試功能，同時輸出偽距差分定位解算結果和相 位差分定位解算結果，具有功能強大，集成度高的特點；所提供的設備攜帶、安裝和使用都 非常方便。
[0006] 本實用新型的技術方案是：
[0007] 1.-種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備，其特征在于，包括中央處理器 模塊、衛(wèi)星導航差分定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊，所述中央處理器模塊分別 與衛(wèi)星導航差分定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊相連接;所述中央處理器模塊用 于接收所述移動通信模塊、多媒體廣播模塊獲取的移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播差分數(shù) 據，并同時接收衛(wèi)星導航差分定位模塊輸出的衛(wèi)星導航差分數(shù)據，將移動通信差分數(shù)據或 多媒體廣播差分數(shù)據分別與接收的導航衛(wèi)星差分數(shù)據進行差分定位解算，同時輸出偽距差 分定位解算結果和相位差分定位解算結果。
[0008] 2.所述衛(wèi)星導航差分定位模塊包括單頻偽距定位模塊，所述單頻偽距定位模塊用 于通過GNSS天線獲取偽距差分數(shù)據，進行數(shù)據解調;將解調后的數(shù)據輸出給所述中央處理 器模塊，由中央處理器模塊完成單頻偽距差分定位解算;或所述單頻偽距定位模塊同時接 收中央處理器模塊送給的移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播的差分數(shù)據，由所述單頻偽距定 位模塊完成單頻偽距差分定位解算。
[0009] 3.所述單頻偽距定位模塊還用于對所述地基增強系統(tǒng)差分數(shù)據的質量進行分析 與統(tǒng)計，上報狀態(tài)及告警信息。
[0010] 4.所述衛(wèi)星導航差分定位模塊包括單雙頻載波定位模塊，所述單雙頻載波定位模 塊用于通過GNSS天線接收單頻載波相位差分數(shù)據和/或雙頻載波相位差分數(shù)據，進行數(shù)據 解調，將解調后的數(shù)據輸出給所述中央處理器模塊，由中央處理器模塊完成單頻載波相位 差分定位解算和/或雙頻載波相位差分定位解算。
[0011] 5.所述單頻偽距定位模塊和單雙頻載波定位模塊共用GNSS天線。
[0012] 6.所述偽距差分定位解算結果和相位差分定位解算結果通過中央處理器模塊的 數(shù)據串口打包輸出。
[0013] 7.所述中央處理器模塊還連接本地存儲卡，所述存儲卡用于存儲偽距差分定位解 算結果和相位差分定位解算結果，并保存差分及定位原始數(shù)據。
[0014] 8.所述中央處理器模塊還包括以太網口，所述偽距差分定位解算結果和相位差分 定位解算結果打包輸出到數(shù)據串口或以太網口，送達給外部設備進行處理。
[0015] 本實用新型的技術效果：
[0016] 本實用新型提供的一種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備，集成偽距差 分、相位差分測試功能，同時輸出偽距差分定位解算結果和相位差分定位解算結果，具有功 能強大，集成度高的特點;所提供的設備攜帶、安裝和使用都非常方便。
[0017] 本實用新型的主要工作機制是接收移動通信或多媒體廣播的差分數(shù)據，同時接收 衛(wèi)星導航信號，通過差分解算算法解算出定位結果，預估定位精度，生成定位狀態(tài)信息及告 警信息，一并保存到本地TF卡同時，并通過以太網口或數(shù)據串口將數(shù)據打包輸出，以便送達 給外部設備進行處理。同時通過控制口或以太網網口進行本機本地管理或遠程管理。本實 用新型的設備可同時輸出單頻偽距、單頻載波相位、雙頻載波相位三種差分定位解算數(shù)據， 據此可綜合評估北斗地基增強系統(tǒng)的運行狀況。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型的衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備實施例結構示意 圖。
【具體實施方式】
[0019] 以下結合附圖對本實用新型的實施例做進一步的詳細說明。
[0020] 本實用新型針對現(xiàn)有北斗地基增強系統(tǒng)測試中存在的問題，提出一種新的集成測 試方法，具體的是集成單頻偽距、單頻載波相位、雙頻載波相位三種差分測試功能，同時輸 出三種差分定位解算結果。
[0021] 本實用新型的一種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試方法是，通過接收移動通 信差分數(shù)據或多媒體廣播差分數(shù)據，并同時接收衛(wèi)星導航信號，將移動通信差分數(shù)據或多 媒體廣播差分數(shù)據分別與接收的導航衛(wèi)星差分數(shù)據進行差分定位解算，同時輸出偽距差分 定位解算結果和相位差分定位解算結果。
[0022] 其中的導航衛(wèi)星差分數(shù)據包括單頻偽距差分數(shù)據、單頻載波相位差分數(shù)據和雙頻 載波相位差分數(shù)據;移動通信差分數(shù)據為3G/4G移動通信差分數(shù)據;多媒體廣播差分數(shù)據為 CMMB廣播差分數(shù)據。
[0023] 關于差分定位解算，具體是指將3G/4G移動通信差分數(shù)據或CMMB廣播差分數(shù)據與 單頻偽距差分數(shù)據進行差分定位解算，得出單頻偽距差分定位解算結果;將3G/4G移動通信 差分數(shù)據或CMMB廣播差分數(shù)據與單頻載波相位差分數(shù)據進行差分定位解算，得出單頻載波 相位差分定位解算結果;和/或將3G/4G移動通信差分數(shù)據或CMMB廣播差分數(shù)據與雙頻載波 相位差分數(shù)據進行差分定位解算，得出雙頻載波相位差分定位解算結果。
[0024] 得出的三種差分定位解算結果，用于評估北斗地基增強系統(tǒng)的運行狀況。單頻載 波相位差分定位解算結果及雙頻載波相位差分定位解算結果為定位精度的評估提供測試 數(shù)據。單頻偽距差分定位解算結果除為定位精度評估提供測試數(shù)據外，同時對地基增強系 統(tǒng)差分數(shù)據的質量進行分析與統(tǒng)計，上報狀態(tài)及告警信息。上報的狀態(tài)及告警信息包括： [0025] a)差分數(shù)據時延狀態(tài)上報
[0026] b)差分數(shù)據丟包率狀態(tài)上報
[0027] c)差分狀態(tài)上報(使用軌道，鐘差，電離層）
[0028] d)差分狀態(tài)上報(使用軌道，鐘差）
[0029] e)差分狀態(tài)上報(使用電離層）
[0030] f)差分狀態(tài)上報(單點定位）
[0031] g)I0DE不匹配告警上報
[0032] h)時標超60s告警上報
[0033] i)差分衛(wèi)星數(shù)小于4顆告警上報
[0034] j)軌道鐘差參數(shù)的模超過25m告警上報
[0035] k)未收到電離層格網或超時(5分鐘)告警上報
[0036] 1)收到的衛(wèi)星數(shù)為0,或者沒找到匹配的衛(wèi)星告警上報
[0037]本實用新型的差分定位解算結果以數(shù)據包的形式封裝打包輸出，數(shù)據封裝和解析 按照統(tǒng)一格式進行。
[0038]數(shù)據包的格式如下：
[0039]表1數(shù)據包格式
[0040]
[0041 ] 說明：數(shù)據包從數(shù)據包頭(Pkt_header)開始，數(shù)據包尾(Pkt_end)結束。數(shù)據域中 出現(xiàn)' #'字符，要封裝成" ，數(shù)據包解析時將" ##"解析為。
[0042]如圖1所示，是本實用新型的衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備實施例結 構示意圖。一種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備，包括中央處理器模塊、衛(wèi)星導航 差分定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊;本實施例中，衛(wèi)星導航差分定位模塊包括 單頻偽距定位模塊和單雙頻載波定位模塊，中央處理器模塊分別與單頻偽距定位模塊、單 雙頻載波定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊相連接；中央處理器模塊用于接收所述 移動通信模塊、多媒體廣播模塊獲取的移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播差分數(shù)據，并同時 接收衛(wèi)星導航差分定位模塊輸出的衛(wèi)星導航差分數(shù)據，將移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播 差分數(shù)據分別與接收的導航衛(wèi)星差分數(shù)據進行差分定位解算，通過數(shù)據串口 UART2同時輸 出偽距差分定位解算結果和相位差分定位解算結果。
[0043]本實施例中，單頻偽距定位模塊連接GNSS天線，并通過擴展串口（16554串口）連接 中央處理器模塊，通過GNSS天線獲取偽距差分數(shù)據，進行數(shù)據解調;將解調后的數(shù)據通過擴 展串口輸出給所述中央處理器模塊，由中央處理器模塊完成單頻偽距差分定位解算;或完 成數(shù)據解調后，同時接收中央處理器模塊送給的移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播的差分數(shù) 據，由單頻偽距定位模塊完成單頻偽距差分定位解算;單雙頻載波定位模塊也連接GNSS天 線，并通過擴展串口（16554串口）連接中央處理器模塊，通過GNSS天線接收單頻載波相位差 分數(shù)據和/或雙頻載波相位差分數(shù)據，進行數(shù)據解調，將解調后的數(shù)據通過擴展串口輸出給 所述中央處理器模塊，由中央處理器模塊完成單頻載波相位差分定位解算和/或雙頻載波 相位差分定位解算。本實施例GNSS天線為單頻偽距定位模塊和單雙頻載波定位模塊共用天 線。另外，單頻偽距定位模塊還同時輸出狀態(tài)及告警信息。
[0044]本實施例移動通信模塊即圖1中的3G/4G模塊，連接移動通信天線(3G/4G天線），并 連接中央處理器模塊的USB 口；通過移動通信天線(3G/4G天線)收取差分數(shù)據，完成數(shù)據解 調后，通過USB 口輸出到中央處理器模塊;多媒體廣播模塊即圖1中的CMMB模塊，連接廣播天 線(CMMB天線），并連接中央處理器模塊的UART1串口；通過廣播天線(CMMB天線)獲取差分數(shù) 據，完成數(shù)據解調后，通過UART1串口輸出到中央處理器模塊。
[0045]中央處理器模塊還包括以太網口，偽距差分定位解算結果和相位差分定位解算結 果可以輸出給數(shù)據串口或以太網口，以便送達給外部設備進行處理。中央處理器模塊還連 接本地存儲卡(TF卡），存儲卡用于存儲偽距差分定位解算結果和相位差分定位解算結果， 同時存儲三種差分定位解算結果(單頻偽距，單頻載波，雙頻載波），并保存差分及定位原始 數(shù)據。定位解算結果數(shù)據采用交通部《道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)北斗兼容車載終端技術 規(guī)范》的通用數(shù)據格式存儲，使用符合相應規(guī)范的數(shù)據處理軟件即可解析。
[0046]該設備的主要工作機制是接收3G/4G移動通信或CMMB廣播的差分數(shù)據，同時接收 衛(wèi)星導航信號，結合相應的算法解算出定位結果，預估定位精度，生成定位狀態(tài)信息及告警 信息，一并保存到本地TF卡同時，并打包輸出到數(shù)據串口或以太網口，以便送達給外部設備 進行處理。同時通過控制口（Mini USB口）或以太網網口進行本機本地管理或遠程管理。本 發(fā)明的設備可同時輸出單頻偽距、單頻載波相位、雙頻載波相位三種差分解算數(shù)據，據此可 綜合評估北斗地基增強系統(tǒng)的運行狀況。
[0047]本實施例圖1中各模塊功能：
[0048] 1)電源:供電控制，打開開關，系統(tǒng)開始運行。關閉電源開關，系統(tǒng)關閉。電源連接 主板，為主板上各個模塊供電。
[0049] 2)中央處理器模塊:系統(tǒng)上電后，運行WinCE操作系統(tǒng)，打開調試串口，進行硬件檢 測，讀取參數(shù)配置，并根據當前參數(shù)配置設定當前系統(tǒng)運行模式，建立3G/4G移動通信鏈路， 建立以太網口通信鏈路，打開數(shù)據串口，根據數(shù)據保存參數(shù)選項建立數(shù)據文件保存目錄及 相關文件，打開單頻偽距定位模塊，打開單雙頻載波相位定位模塊，配置單雙頻載波相位定 位模塊的工作模式并加載單頻載波相位差分定位軟件解算庫，雙頻載波相位差分定位軟件 解算庫，接收3G/4G移動通信、CMMB廣播差分數(shù)據，并根據差分監(jiān)測模式配置，將3G/4G移動 通信差分數(shù)據或CMMB廣播差分數(shù)據分別送給單頻偽距定位模塊，單頻載波相位差分定位軟 件解算庫，雙頻載波相位差分定位軟件解算庫。實時從單頻偽距定位模塊，單頻載波相位差 分定位軟件解算庫，雙頻載波相位差分定位軟件解算庫中讀取定位結果。根據定位結果生 成相關狀態(tài)事件及告警事件，根據數(shù)據回傳接口類型及數(shù)據回傳參數(shù)選項，通過以太網口 或數(shù)據串口將數(shù)據打包輸出。系統(tǒng)運行過程中，中央處理器負責系統(tǒng)異常的處理，包括3G/ 4G鏈路重連、以太網斷網重連、以太網鏈路維持、數(shù)據循環(huán)存儲。
[0050] 3) 3G/4G模塊:3G/4G模塊具有初始化，打開、關閉、鏈路建立，鏈路維持，數(shù)據收發(fā) 功能，由中央處理器控制完成。主機上電后，3G/4G模塊獲得相應的電源供給。從3G/4G天線 收取差分數(shù)據空中信號，經內部處理完成數(shù)據解調，并經USB輸出到中央處理器。
[0051] 4)CMMB模塊：由中央處理器設置頻點后，即可正常工作。通過CMMB天線獲取差分數(shù) 據空中信號，經內部處理完成數(shù)據解調，并經串口輸出到中央處理器。
[0052] 5)單頻偽距定位模塊:通過GNSS天線獲取衛(wèi)星導航信號，經內部處理完成數(shù)據解 調，同時接收中央處理器送給的差分數(shù)據，利用單頻偽距差分解算算法實現(xiàn)差分解算，并預 估定位精度，計算差分數(shù)據時延、丟包率，連同定位結果、定位狀態(tài)、告警信息一起經串口輸 出到中央處理器。
[0053] 6)單雙頻載波定位模塊:系統(tǒng)上電后，由中央處理器進行單雙頻載波定位板卡的 工作模式配置，經串口將原始數(shù)據輸出到中央處理器。
[0054] 7)以太網口 ：本身實現(xiàn)了物理層和數(shù)據鏈路層的協(xié)議，利用搭載在中央處理器上 的WinCE6.0系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧，實現(xiàn)與后臺管理軟件的鏈路建立，數(shù)據收發(fā)及命令交互。 [0055] 8)數(shù)據串口：利用標準RS232協(xié)議將中央處理器送達的數(shù)據輸出。
[0056] 9)TF卡:TF卡作為數(shù)據存儲的物理介質，同時存儲三種差分定位解算結果(單頻偽 距，單頻載波，雙頻載波），并保存差分及定位原始數(shù)據。TF卡可取出，在普通電腦上進行輸 出拷貝，處理。
[0057] 10)Mini USB:控制口物理上為一mini USB。利用Microsoft ActiveSync系統(tǒng)同步 工具與中央處理器進行通信。利用Microsoft CERH0ST軟件遠程登錄工具實現(xiàn)遠程登錄。 [0058] 11)調試串口：利用標準RS232協(xié)議，在Re lease模式下的輸出系統(tǒng)運行監(jiān)測信息， Debug模式下的輸出軟件故障診斷及調試信息。
[0059] 12)GNSS天線：單頻偽距定位模塊和單雙頻載波定位模塊共用。接收衛(wèi)星導航信 號。
[0060] 13)3G/4G天線:WCDMA移動通信天線，接收差分數(shù)據空中信號。
[0061 ] 14) CMMB天線:接收CMMB差分數(shù)據空中信號。
[0062] 15)16554串口 ：中央處理器串口資源不足(CMMB模塊、數(shù)據串口、調試串口占用）， 根據系統(tǒng)所選平臺(WinCE)采用16554串口進行串口擴展，以滿足單頻偽距定位模塊，單雙 頻定位模塊物理及電氣特性的要求。
[0063]應當指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領域的技術人員更全面地理解本發(fā)明 創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造已進行 了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或者等同 替換;而一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均涵蓋在本發(fā)明創(chuàng) 造專利的保護范圍當中。
【主權項】
1. 一種衛(wèi)星導航地基增強系統(tǒng)差分定位測試設備，其特征在于，包括中央處理器模塊、 衛(wèi)星導航差分定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊，所述中央處理器模塊分別與衛(wèi)星 導航差分定位模塊、移動通信模塊、多媒體廣播模塊相連接;所述中央處理器模塊用于接收 所述移動通信模塊、多媒體廣播模塊獲取的移動通信差分數(shù)據或多媒體廣播差分數(shù)據，并 同時接收衛(wèi)星導航差分定位模塊輸出的衛(wèi)星導航差分數(shù)據，將移動通信差分數(shù)據或多媒體 廣播差分數(shù)據分別與接收的導航衛(wèi)星差分數(shù)據進行差分定位解算，同時輸出偽距差分定位 解算結果和相位差分定位解算結果。2. 根據權利要求1所述的測試設備，其特征在于，所述衛(wèi)星導航差分定位模塊包括單頻 偽距定位模塊，所述單頻偽距定位模塊用于通過GNSS天線獲取偽距差分數(shù)據，進行數(shù)據解 調;將解調后的數(shù)據輸出給所述中央處理器模塊，由中央處理器模塊完成單頻偽距差分定 位解算;或所述單頻偽距定位模塊同時接收中央處理器模塊送給的移動通信差分數(shù)據或多 媒體廣播的差分數(shù)據，由所述單頻偽距定位模塊完成單頻偽距差分定位解算。3. 根據權利要求2所述的測試設備，其特征在于，所述單頻偽距定位模塊還用于對所述 地基增強系統(tǒng)差分數(shù)據的質量進行分析與統(tǒng)計，上報狀態(tài)及告警信息。4. 根據權利要求2所述的測試設備，其特征在于，所述衛(wèi)星導航差分定位模塊包括單雙 頻載波定位模塊，所述單雙頻載波定位模塊用于通過GNSS天線接收單頻載波相位差分數(shù)據 和/或雙頻載波相位差分數(shù)據，進行數(shù)據解調，將解調后的數(shù)據輸出給所述中央處理器模 塊，由中央處理器模塊完成單頻載波相位差分定位解算和/或雙頻載波相位差分定位解算。5. 根據權利要求4所述的測試設備，其特征在于，所述單頻偽距定位模塊和單雙頻載波 定位模塊共用GNSS天線。6. 根據權利要求1至5之一所述的測試設備，其特征在于，所述偽距差分定位解算結果 和相位差分定位解算結果通過中央處理器模塊的數(shù)據串口打包輸出。7. 根據權利要求6所述的測試設備，其特征在于，所述中央處理器模塊還連接本地存儲 卡，所述存儲卡用于存儲偽距差分定位解算結果和相位差分定位解算結果，并保存差分及 定位原始數(shù)據。8. 根據權利要求6所述的測試設備，其特征在于，所述中央處理器模塊還包括以太網 口，所述偽距差分定位解算結果和相位差分定位解算結果打包輸出到以太網口，送達給外 部設備進行處理。
【文檔編號】G01S19/41GK205656312SQ201620397291
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月5日 公開號201620397291.7, CN 201620397291, CN 205656312 U, CN 205656312U, CN-U-205656312, CN201620397291, CN201620397291.7, CN205656312 U, CN205656312U
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】北京東方聯(lián)星科技有限公司